سيانوبوروهيدريد الصوديومهو مركب عضوي يمكن استخدامه لتقليل مركبات الأسيل والمركبات العضوية الأخرى ، لذلك فهو أحد عوامل الاختزال الشائعة الاستخدام في التخليق العضوي. فيما يلي طريقتان تخليقيتان شائعتان لسيانوبوروهيدريد الصوديوم:
1. تفاعل سيانيد الصوديوم وبوروهيدريد الصوديوم
يخلط سيانيد الصوديوم وبوروهيدريد الصوديوم أولاً ويتفاعلان في درجة حرارة الغرفة. يتم إنشاء سيانوبوروهيدريد الصوديوم والهيدروجين أثناء التفاعل:
NaCN بالإضافة إلى NaBH4→ NaBH3CN plus H2
بعد التفاعل ، يمكن الحصول على سيانوبوروهيدريد الصوديوم الناتج عن طريق الترشيح والتجفيف تحت التفريغ للحصول على المنتج النقي.
الخطوات التفصيلية للتفاعل هي كما يلي:
(1) في بيئة جافة ، اخلط سيانيد الصوديوم وبوروهيدريد الصوديوم بنسبة مولارية 1: 1 ، وأضف الخليط إلى الميثانول اللامائي الجاف.
(2) أضف خليط الميثانول إلى المفاعل وقم بالتسخين إلى درجة حرارة التفاعل مع التقليب. عادة ما تكون درجة حرارة التفاعل 0-5 درجة ، ويمكن التحكم فيها باستخدام حمام ملح مثلج.
(3) أضف ببطء كمية مناسبة من الماء بالتنقيط إلى خليط التفاعل لتعزيز التفاعل. أثناء التفاعل ، يتحلل الميثانول إلى الفورمالديهايد وغاز الهيدروجين ، بينما يتفاعل سيانيد الصوديوم وبوروهيدريد الصوديوم لتكوين NaBH3CN.
(4) بعد اكتمال التفاعل ، يتم ترشيح خليط التفاعل لإزالة المادة الصلبة المتبقية ، ثم يتم غسل المنتج بالماء أو الميثانول.
2. تفاعل سيانيد الصوديوم وثلاثي كلوريد البورون
يخلط أولاً سيانيد الصوديوم وثلاثي كلوريد البورون ويتفاعلان في درجة حرارة الغرفة. ينتج التفاعل السيانيد والهيدروجين ، ويشكل البوروسيانيد ثلاثي كلوريد الصوديوم الوسيط (NaCN · BCl3). بعد ذلك ، يضاف حمض الكبريتيك ، ويتحلل الوسيط بالماء ويجفف تحت ضغط لإعطاء سيانوبوروهيدريد الصوديوم:
NaCN بالإضافة إلى BCl3→ NaCN BCl3
كلوريد الصوديوم BCl3زائد H2O plus H2لذا4→ NaBH3CN plus H3بو3بالإضافة إلى NaHSO4
عملية التفاعل بسيطة نسبيًا ، والخطوات كالتالي:
(1) امزج سيانيد الصوديوم وثلاثي كلوريد البورون بنسبة مولارية 1: 1 ، وأضف كمية كافية من الأسيتونيتريل ، DMF أو DMSO والمذيبات العضوية الأخرى.
(2) أضف ببطء حمض مخفف (مثل حمض الهيدروكلوريك أو حمض الهيدروكلوريك2لذا4) إلى خليط التفاعل أثناء التحريك ، ويمكن ملاحظة أن الخليط يتحول إلى معلق أبيض أثناء التفاعل.
(3) يتم إجراء التفاعل بشكل عام في درجة حرارة الغرفة ، ويمكن استخدام ماء التبريد أو الماء المثلج للحفاظ على درجة حرارة التفاعل ، وعادةً ما يستغرق التفاعل 2-4 ساعة.
(4) بعد اكتمال التفاعل ، قم بتخفيف خليط التفاعل بالماء ، ثم اغسل المنتج بمحلول ملح غير عضوي (مثل محلول أسيتات الصوديوم) ، ثم اغسله أخيرًا بالإيثانول.
(5) جفف المنتج المغسول للحصول على NaBH عالي النقاء3CN.
يمكن لكلتا الطريقتين المذكورتين أعلاه تحضير سيانوبوروهيدريد الصوديوم ، ولكن الطريقة الأولى أكثر ملاءمة ، لذا فهي أكثر شيوعًا في المختبر
فيما يلي بعض الطرق الاصطناعية الأخرى لتخليق سيانوبوروهيدريد الصوديوم:
1. طريقة البورون ثلاثي كلوريد:
بعد خلط بورات الصوديوم وحمض الهيدروسيانيك ، يضاف البورون ثلاثي كلوريد وتسخينه للحصول على NaBH3CN.
استكمل كما يلي:
(1) في بيئة جافة ، اخلط البورون ثلاثي كلوريد والميثانول بنسبة مولارية 1: 1.
(2) أضف حمض الهيدروسيانيك ببطء تحت ظروف التحريك ، وسوف ينتج خليط التفاعل سيانيد البورون. أثناء سير التفاعل ، لوحظ أن الخليط يتغير من الأحمر الداكن إلى البرتقالي ثم إلى الأصفر الفاتح.
(3) أضف سيانيد الصوديوم وكمية كافية من الميثانول ، واستمر في تقليب خليط التفاعل. في هذه الخطوة ، يتفاعل سيانيد البورون مع سيانيد الصوديوم لتكوين NaBH3CN و NaCl.
(4) بعد اكتمال التفاعل ، يتم ترشيح خليط التفاعل لإزالة المادة الصلبة المتبقية. ثم يتم غسل المنتج بالماء أو الميثانول.
(5) أخيرًا ، يتم تجفيف المنتج المغسول للحصول على NaBH عالي النقاء3CN.
2. طريقة الفورمالديهايد:
بعد خلط الفورمالديهايد وحمض الهيدروسيانيك ، يضاف هيدروكسيد الصوديوم تحت تأثير القلويات للحصول على NaBH3CN.
الخطوات المحددة هي كما يلي:
(1) امزج الفورمالديهايد وسيانيد الصوديوم بنسبة مولارية 2: 1 ، وأضف كمية كافية من الأسيتونيتريل ، DMF أو DMSO والمذيبات العضوية الأخرى.
(2) أضف سيانيد البورون ببطء مع التحريك ، وعادة ما تكون كمية البورون سيانيد 1. 2-1. 5 مرات من الفورمالديهايد ، ويمكن تخفيفها بالمذيبات العضوية مثل الأسيتونيتريل ، DMF أو DMSO.
(3) بعد إضافة سيانيد البورون ، استمر في تقليب خليط التفاعل. يتم إجراء التفاعل بشكل عام في درجة حرارة الغرفة ، ويجب التحكم في الأس الهيدروجيني حول متعادل. عادة ما يكون وقت رد الفعل عدة ساعات.
(4) بعد التفاعل ، يمكن تخفيف خليط التفاعل بالماء ، وغسل المنتج بمحلول ملح غير عضوي (مثل محلول أسيتات الصوديوم) ، وغسله أخيرًا بالإيثانول.
(5) جفف المنتج المغسول للحصول على NaBH عالي النقاء3CN.
3. طريقة الأكريلونيتريل:
بعد خلط الأكريلونيتريل وحمض الهيدروسيانيك ، يضاف هيدروكسيد الصوديوم وحمض البوريك للحصول على NaBH3CN.
الخطوات المحددة هي كما يلي:
(1) اخلط الأكريلونيتريل وسيانيد الصوديوم بنسبة مولارية 1: 1.5 ، وأضف كمية كافية من المذيب العضوي مثل الميثانول أو الأسيتونتريل.
(2) أضف سيانيد البورون ببطء مع التحريك ، وعادة ما تكون كمية البورون سيانيد 1. 2-1. 5 مرات من الأكريلونيتريل ، ويمكن تخفيفها بمذيب عضوي.
(3) بعد إضافة سيانيد البورون ، استمر في تقليب خليط التفاعل. تكون درجة حرارة التفاعل بشكل عام عند درجة حرارة الغرفة ، ويكون وقت التفاعل عادةً عدة ساعات.
(4) بعد التفاعل ، يمكن تخفيف خليط التفاعل بالماء ، وغسل المنتج بمحلول ملح غير عضوي (مثل محلول أسيتات الصوديوم) ، وغسله أخيرًا بالإيثانول.
(5) جفف المنتج المغسول للحصول على NaBH عالي النقاء3CN.
4. طريقة هيدروسيانات الصوديوم:
بعد خلط هيدروسيانات الصوديوم وهيدروكسيد الصوديوم ، أضف بوروهيدريد الصوديوم والحرارة إلى 60 درجة للحصول على NaBH3CN.
الخطوات المحددة هي كما يلي:
(1) امزج سيانيد الصوديوم وهيدروسيانات الصوديوم بنسبة مولارية 2: 1 ، وأضف كمية كافية من الماء.
(2) أضف هيدروكسيد الصوديوم ببطء مع التحريك حتى تصل قيمة الأس الهيدروجيني للمحلول إلى 10-11.
(3) بعد ذلك ، أضف حمض الهيدروسيانيك ببطء للتحكم في قيمة الأس الهيدروجيني عند حوالي 7-8 ، مما يتطلب عادةً تقليبًا وتسخينًا مستمرين (حوالي 60 درجة).
(4) في حالة التقليب والتسخين ، أضف سيانيد البورون ببطء ، وعادة ما تكون كمية البورون سيانيد 1. 2-1 .5 مرات من حمض الهيدروسيانيك ، ويمكن تخفيفها بالماء.
(5) بعد التفاعل ، يمكن غسل المنتج بمحلول ملح غير عضوي (مثل محلول أسيتات الصوديوم) ، وغسله أخيرًا بالإيثانول.
(6) جفف المنتج المغسول للحصول على NaBH عالي النقاء3CN.
من بين هذه الطرق الاصطناعية الأخرى ، تعد طريقة ثلاثي كلوريد البورون واحدة من أكثر الطرق شيوعًا. يمكن أيضًا تنفيذ طرق أخرى في المختبر ، ولكن من الضروري اختيار الطريقة الأنسب للإنتاج وفقًا للبيئة التجريبية واحتياجاتها الخاصة.